El universo en rayos-X

Algunos de esos otros rangos de colores empiezan a ser muy familiares: colores ultravioleta (más azules que nuestro azul, energéticos y peligros, que son absorbidos por el ozono de nuestra atmósfera), infrarrojos (más rojos que nuestro rojo, nosotros mismos, y todo lo que tenga una temperatura, emite luz en infrarrojo, es la base de las famosas gafas nocturnas), o los colores en radio que vemos usando los radiotelescopios o que tan útiles son para ver la televisión, escuchar la radio o conectarse a internet (o a cualquier otro dispositivo) con wifi. Si seguimos más allá del rango ultravioleta, alejándonos de los colores que vemos, llegamos a los colores en rayos-X. Aún más energéticos son los colores en rayos gamma. Al igual que los colores ultravioleta, los rayos-X y los rayos gamma son absorbidos por nuestra atmósfera, que nos protege de estas peligrosas radiaciones energéticas.

Aquí habría que dejar un apunte importante de cultura general básica: solo estos colores muy energéticos (rayos-X y rayos gamma) son los que constituyen la radiación ionizante, muy peligrosa para los seres vivos (por eso el número de radiografías que se pueden hacer a un paciente es limitado). Pero las luces de poca energía, particularmente infrarrojos y ondas de radio (y en ellas las ondas de wifi), son completamente inocuas para nosotros (a pesar de que haya bulos sobre lo malo que es la WiFi para nuestra salud, esto no tiene ninguna base científica y no existe ningún estudio científico serio que lo avale).

¿Qué es pues lo que vemos en el Universo cuando nos ponemos las gafas para ver los rayos-X? Fácil: fenómenos violentos y muy energéticos: burbujas de gas difuso muy caliente, restos de explosiones de supernovas, agujeros negros acretando materia (normalmente en el centro de galaxias), estrellas de neutrones, estrellas binarias donde hay transferencia de masa entre los dos cuerpos, estrellas normales como el Sol, estrellas enanas rojas, cúmulos de galaxias… y muchos objetos exóticos más. Todos tienen en común que su material está muy caliente, a varios millones de grados.

La primera vez que se descubrió una fuente de rayos-X en el espacio fue una sorpresa. Lo hizo el astrofísico italiano Riccardo Giacconi en 1962 quien, usando un globo sonda, detectó una fuente intensa en rayos-X en la constelación del Escorpión: Scorpius X-1. Por este descubrimiento Riccardo Giacconi recibiría el Premio Nobel de Física del 2002. Scorpius X-1, cuyo brillo cambia con el tiempo, es una estrella de neutrones (el cadáver de una estrella masiva que ha explotado como supernova) que roba material a una estrella compañera (de ahí su variabilidad de brillo).

Quizá una de las sorpresas más grandes de la astronomía en rayos-X vino en los ochenta, cuando los astrofísicos descubrieron que los cúmulos de galaxias (asociaciones de cientos o miles de galaxias que existen en el Universo) poseían una emisión intensa en rayos-X. Lo curioso era que esa radiación no venía de las galaxias sino del medio intergaláctico que conectaba a todas ellas. En efecto, se ha comprobado que el gas difuso que existe entre las galaxias dentro de los cúmulos está muy caliente y emite en rayos-X. Esto permite a los astrofísicos estudiar unos detalles que antes era imposible conocer: no solo existe ese gas entre las galaxias, sino que sus propiedades (distribución, temperatura, estructura) traza muy bien la materia oscura que poseen estos gigantescos sistemas. Midiendo y observando la luz en rayos-X de cúmulos de galaxias a distintas distancias cosmológicas, los astrofísicos podemos indagar un poco más en nuestra comprensión de cómo se forman las galaxias y las grandes estructuras del Universo. Y puede que incluso llegar a comprender algo más de la naturaleza de la esquiva materia oscura (insisto: sabemos que está ahí, sabemos que no es materia normal de la que tú y yo estamos hechos, y sabemos que debe ser un tipo de partícula especial que no interacciona con la luz sino con la gravedad).

Por esto que el satélite eRosita esté empezando su fase científica emociona tanto a los astrofísicos. Construido por el Instituto Max Planck para Física Extraterrestre (MPE) en Alemania en colaboración con otros centros astrofísicos europeos y rusos, eRosita puede revolucionar la Astronomía por la combinación de varios factores: su gran campo (diámetro equivalente a dos veces el tamaño de la luna en el cielo), su resolución (puede ver detalles que telescopios en rayos-X anteriores no podían), su sensibilidad (llega mucho más profundo) y su forma de observar. En efecto, eRosita está diseñado de forma que va a escudriñar todo el cielo en medio año. Los primeros cuatro años los va a dedicar solo a eso, a mapear el cielo ocho veces. Vamos a conseguir ocho épocas, ocho imágenes separadas por medio año de todo el cielo. Esto puede abrir a nuevos descubrimientos: eRosita encontrará muchos objetos que cambien de brillo en rayos-X, quizá alguno muy exótico que permita investigar conceptos astrofísicos nuevos. Después, se espera que al menos esté otros tres años y medio investigado objetos concretos interesantes. Se espera que detecte unos 100 mil cúmulos de galaxias y millones de galaxias activas (con un agujero negro súper-masivo en su centro).

eRosita se lanzó el 13 de julio de 2019 desde el Cosmódromo de Baikonur (Kazajistán) usando un cohete ruso del tipo Spektr-RG (Roscosmos), que también lleva el telescopio ruso ART-XC. Consta de siete módulos de espejos idénticos, con 54 espejos anidados recubiertos de oro cada uno, dispuestos para recolectar los rayos-X y guiarlos hacia los detectores CCD, que están fabricados con silicio de alta pureza. Una de las primeras imágenes (esto es, radiografías celestes) que eRosita ha obtenido es una colorida toma de una zona de la Gran Nube de Magallanes, nuestra galaxia enana vecina. Los datos se consiguieron entre el 18 y el 19 de octubre. La radiación difusa proviene del gas caliente entre las estrellas, a una temperatura de varios millones de grados. Las estructuras más compactas corresponden a restos de supernovas. La más importante es la que se ve en el centro: se trata de la famosa SN1987A, estrella que vimos explotar en febrero de 1987. Los colores se han conseguido codificando la energía de los rayos-X: muy energéticos en azul, poco energéticos en rojo, y medio energéticos en verde. Aparecen también muchas fuentes puntuales que no están en la Gran Nube de Magallanes: son galaxias activas a miles de millones de años luz de distancia.